机场混凝土道面嵌固式修复施工技术研究

机场混凝土道面嵌固式修复施工技术研究

张志举

南部空军机场工兵勤务队广东省广州市510000

摘要：机场跑道是保障飞机运行安全的关键保障设施，其中道面可靠的技术状态又是决定跑道使用性能的关键，然而，处于飞机频繁高荷载作用下，以及大气环境中各种物理和化学因素作用下，机场道面很容易产生各种损伤，特别是水泥混凝土道面的局部破损更是频繁发生。水泥混凝土道面局部破损多表现为板块边角破损，如缺棱掉角、边角断裂或开裂、近边角表层剥落等现象。跑道一旦出现这些局部破损，直接威胁着飞机的安全起降，通常必须尽快修复。

关键词：机场；混凝土道面；嵌固式修复；施工技术

1工艺原理

对于机场混凝土道面局部破损快速修复方面所采用的技术主要有3大类技术体系，即:现场浇筑式修复、预制安装式修复以及局部嵌固式修复。为满足机场快速通航需求，现场浇筑式修复主要依靠快硬材料的快硬特性来实现，然而快速硬化材料的干缩现象直接造成修复材料本身的开裂，进而使修复板块与原道面之间不能形成结构完整、协同工作的道面，以及材料本身环境适应性和耐久性等方面的影响而导致在工程实际中应用效果不良;对于预制安装式修复方面，虽然具有快速开放交通、节约养护成本、适应气候能力强、交通安全性高等优点，然而在水平力的作用下极易产生滑移，不能与原有板块形成有效连接。局部嵌固式修复施工技术体系结合了以上2种方法的优点，采用预制修复板块实现修复结构的及时承载能力和可靠的耐久性，并利用角部的圆柱体与原道面嵌固，有效地利用原道面板的剩余承载能力，实现修复板块与原道面的协调工作性。

局部嵌固式边角修复施工技术采用预制板内配置定向增强钢筋的方式，从而使其本身的抗弯拉能力显著增强;同时，借助角隅部位的圆柱体实现与原道面间的嵌固，可以有效防止早期修复体在水平荷载作用下发生滑移;当预制板黏结料硬化后，可使修复面与旧道面表现出良好的协同工作性，从而满足快速通航以及修复结构耐久性的需求。

2快速修复工艺流程

基于某国际机场跑道道肩上的局部嵌固式边角修复体应用的现场施工，其中关键技术主要包括以下几个方面。

2.1施工定位

修复体的精确定位是指导混凝土破损部位切除的标准，影响着后续修复体安放的准确性，关乎到修复成败。为保证修复体在修复过程中的精确定位，将预制修复体上表面放置在硬纸箱上，在纸箱上切割出预制块的形状，然后将剪切好的纸箱倒置在破损道面处，沿其边缘进行划线，将预制块形状精准地描到破损道面上，以便消除预制过程中产生的尺寸偏差对于修复体在破损道面上精确定位的影响。

2.2破损道面板的切除

2.2.1破损道面板圆柱体(嵌固端)的切除

在对原道面破损部位处理前，首先，应在嵌固端位置处钻孔以确定修复位置。嵌固端位置的钻孔多采用钻孔机钻取到设计深度。钻孔过程中，当钻孔机与原道面接触的一瞬间，在冲击力作用下钻头会跑偏，从而造成切割尺寸偏差。为避免此现象的发生，需要对钻孔机进行现场简易固定。与此同时，通过调整底座高度，使钻孔机顶部安装的水平仪水平，从而保证切割过程中竖向的垂直度。调整完毕后，即可开始圆柱体切除工作。在切割过程中，应对冷却水流量(3～5L/min)和钻进速度进行控制，防止卡钻或者断芯现象发生。

2.2.2破损混凝土道面上的修复面侧边切割

在用金刚石碟式切割机切割破损混凝土道面时，在不破损附近完好道面板或者邻近混凝土板的情况下，切割深度附近会遇到盲点，后续修复过程中就需要耗费人力去完成盲点处混凝土的切除;如果必须保证切割的几何尺寸，那么势必会切割到邻近完好混凝土板造成需要保留混凝土板的损坏。因此，混凝土板切除过程中需要合理选择金刚石碟锯与钻孔机，使二者可以协同工作，在保证不损坏保留部分混凝土基础结构的前提下完成混凝土道面切割。修复面角部以及嵌固端位置处均采用先钻孔后直线切割的方式。采用钻孔机钻孔剔除修复面角部的过程中，为避免破损面剔除作业对旧道面以及邻近道面的损伤，对于只与邻近道面相邻角部的剔除过程中保证钻孔机与两相邻板板边相切;对于既与邻近道面板相邻又与旧道面板相邻角部的剔除过程中应保证钻孔机与相邻板板边以及修复面侧边相切。对于作业直线性的保证方面，切割时采用自带导轨式金刚石碟式切割机，在其自重作用下，保证切割机沿导轨直线切割，从而达到切割直线度要求。轨道安装是一项非常重要的任务，直线度≤0.5mm/1m，平行度≤0.5mm/1m，保证铺设好的轨道在水平面上，避免出现“爬坡”或者“下坡”从而造成机器重心偏移、稳定性差的现象。

2.2.3切割后破损道面的剔除工作

在小尺寸破损道面的清除工作中，由于无法给平式切割机提供下锯空间，可以采用钻孔机单独作业来完成；对于大面积切除采用钻孔机钻取下锯空间，然后配合平式切割机作业的方式来完成，实现切割后破损道面的剔除工作。用钻孔机辅助多孔剔除破损面的方式，首先应对拟剔除范围内布置钻孔位置;当剔除修复面侧面边缝附近混凝土时，钻孔机布位应遵守由嵌固端远端向近端逐次靠近的原则依次切除;对于原道面与相邻道面接缝处道面板的切除，遵守由两侧向中间靠拢的原则切除;其他部位可以均匀布置，以利凿除为原则。

用钻孔机配合平式切割机剔除破损面的方式，首先应钻取下锯空间，然后再用平式切割机对其他部位混凝土底面进行平切。保证1处钻孔机与修复面两侧边切缝相切，2处与2个接缝相切，然后向靠近嵌固端位置处依次切除。对于平切锯不能完成切割的部位，可以采用钻孔机竖向完成切割，从而达到不损坏保留部分混凝土的目的。为方便移除钻好的圆柱体，嵌固端处采用全厚度钻孔，钻孔结束后，在提出钻孔机的过程中，圆柱体也随之带出，对于其他部位的圆柱体，由于圆柱体与底部保留的原道面黏结在一起，需要进行手动拉断后取出。

2.3预制板运输与现场安装

2.3.1复核旧混凝土切割尺寸

旧混凝土切割尺寸精确能够保证预制修复体的准确安装，不会发生过长或过短等因尺寸偏差安装不进去或者安装后缝隙过大的情况。

2.3.2修复体安装与调试

进行修复体现场安装之前，要进行修复体的安装、调整，用小手锤和钢钎进行局部区域人工修正，使切割范围和修复体尺寸可以完美结合，从而保证安装的准确性和受力的合理性。修复体安装调试过程中，涉及到修复体的放入和取出。由于修复体与旧道面以及相邻板之间接缝较小，不足以人的手指放入，需要借助工具来实现修复体的安放与取出。考虑到修复体表面在预制过程中位于底部，不能采用预埋吊环方式，鉴于此，可以采用图4a所示最传统的方式———兜绳捆绑法，采用1对绳索，绳中段兜于修复体两端底部，绳的4个绳头置于修复体上方，方便工人施工。修复体安装到预定部位时，将其撤掉。由于修复体底部以及修复体一侧的绳索在抽出过程中会对黏结料产生犁沟效应，特制图4b所示的简易装置，竖向进深满足修复体板厚要求，竖向进深处材料的直径以边缝宽度为依据选择合适材料;底面平直挂钩长度尽量小，在修复体到达指定位置时，通过旋转手持端，使其与边缝平行，即可取出，以此来减少犁沟效应对修复体底部黏结强度的影响。

2.3.3界面处理

为增强修复体和旧道面的黏结能力，原混凝土道面板四周和修复体在施工前应浇水湿透，防止黏结料硬化吸水导致修复结构开裂。

2.3.4浇筑黏结料

将足够量的黏结料(水泥净浆)倒入破损道面的切割槽内，保证黏结料在下压修复体时能充满每一处边缘。

2.3.5修复体安装与后期处理

将修复体放置到破损道面切割好的位置处，挤压修复块体，使黏结料上涌，使其在克服自重过程中达到灌缝和自密实的双重效果。最后，将多余的黏结料刮掉，并将切割缝抹平，完成修复体的现场安装工作。

结论

通过试验研究和应用，局部嵌固式修复施工技术能够很好地解决机场混凝土道面快速修复和耐久性的问题，在郑州新郑国际机场南跑道中实施应用取得成功，值得在同行业中进行推广。

参考文献：

［1］翁兴中，蔡良才．机场道面设计［M］．北京:人民交通出版社，2017．

［2］胡于进，王璋奇．有限元分析及应用［M］．北京:清华大学出版社，2016．